MBR膜技術在污水處理中的應用

1.MBR膜概要

我們常用的事簾式膜，是MBR膜的其中一種，全稱叫做中空纖維MBR膜。

中空纖維MBR膜的組成：由一根片或多根片超微濾膜組件及相應的產水管、曝氣管和支架等組成的裝置。膜組件:用超微濾膜構成的，集集水、產水接管口于一體的基本使用單元，是膜裝置核心部件。采用柱狀形式時單位為“根”，片狀形式時單位為“片”。集水管系統(tǒng):由管道、管件及相關固定件構成每一膜組件產水接管都與之相接，使膜組件的產水集中一起。曝氣管系統(tǒng):由膜組件自帶的吹掃管和外部的軟管、管件等組成。膜組件的吹掃管自底部曝氣直接吹掃膜，氣泡順著膜絲上升的同時引起紊流，在膜表面產生錯流；同時，水的紊流引起膜絲擺動，使膜絲之間形成機械擦洗，減小膜絲表面沉積污泥的幾率，緩解積泥污染。膜架及吊具:由鋼架做成的框架結構，是膜組件使用的載體。

2.MBR膜技術工藝組成

膜-生物反應器主要由膜分離組件及生物反應器兩部分組成。通常提到的膜-生物反應器實際上是三類反應器的總稱：①曝氣膜-生物反應器;②萃取膜-生物反應器;③固液分離型膜-生物反應器。

3.曝氣膜

曝氣膜-生物反應器早見于Cote.P等1988年報道，采用透氣性致密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(BubblePoint)情況下，可實現(xiàn)向生物反應器的無泡曝氣。該工藝的特點是提高了接觸時間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。

4.萃取膜　　

萃取膜-生物反應器又稱為EMBR。因為高酸堿度或對生物有毒物質的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理;當廢水中含揮發(fā)性有毒物質時，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣tixian象，不僅處理效果很不穩(wěn)定，還會造成大氣污染。為了解決這些技術難題，英國學者Livingston研究開發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內流動，而含某種專性細菌的活性污泥在膜外流動，廢水與微生物不直接接觸，有機污染物可以選擇性透過膜被另一側的微生物降解。由于萃取膜兩側的生物反應器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨立，各單元水流相互影響不大，生物反應器中營養(yǎng)物質和微生物生存條件不受廢水水質的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運行條件如HRT和SRT可分別控制在優(yōu)的范圍，維持大的污染物降解速率。

5.固液分離型膜

固液分離型膜-生物反應器是在水處理領域中研究得為廣泛深入的一類膜-生物反應器，是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在1.5-3.5g/L左右，從而限制了生化反應速率。

6.膜技術的應用現(xiàn)狀分析

在處理化工污水中應用膜技術的原理一般表現(xiàn)為在電勢、壓力、濃度梯度之下，通過各種混合物的各成分間滲透存在的差異性然后對混合物展開分離和提純?，F(xiàn)今，在污水理論當中膜分離技術的應用已相對成熟，同時使用范圍在繼續(xù)加大，各種化工污水處理都會用到這一技術。應用這一技術的同時，若是處于常溫狀態(tài)之下，依舊能夠持續(xù)性的對其操作，并且在操作過程里面沒有二次污染的產生。一般情況下，化工污水的化學及物理性質存在的特點都相差無二。運用常規(guī)技術和手法來處理化工污水不能夠得到理想效果。運用膜技術對化工污染進行操作處理時，能夠合理添補慣例形式和技術當中出現(xiàn)的缺點，把污水處理效果進一步提高?；の鬯幚碛兄m當?shù)那疤釛l件和應用環(huán)境，所以在對污水處理的經過當中只是使用單種膜技術一般不能夠得到理想的效果。

7.MBR在污水處理中的應用

a.MBR-厭氧/缺氧交替工藝

交替式厭氧/缺氧-膜生物反應器(A-A/A-M)工藝可提高生活污水脫氮除磷效果。該工藝由一個交替缺氧/厭氧反應池和內置膜過濾單元的好氧池組成。通過好氧池底部回流污泥流向的改變，使得兩個獨立反應器(A和B)內依次形成缺氧和厭氧環(huán)境，實現(xiàn)同步厭氧釋磷、缺氧反硝化脫氮，及好氧吸磷、硝化、去除BOD等過程。好氧反應器進行連續(xù)曝氣減緩膜污染的進程，延長清洗周期。該工藝對COD、TN、TP的平均去除率分別達到93%、67.4%和94.1%。

8.PAC-MBR工藝(粉末活性炭-膜生物反應器)

PAC-MBR組合工藝是指將PAC投加至MBR污泥混合液中，污泥絮體以PAC顆粒為骨架，吸附和絮凝污泥混合液中微細膠體、胞外聚合物EPS、溶解性有機物等，使污泥顆粒粒徑變大，抗壓能力增強，膜面沉積層孔隙率提高，壓密性降低，從而降低膜過濾阻力和膜污染程度，提高膜通量。同時，由于PAC污泥絮體的吸附和生物降解作用協(xié)同，形成生物活性炭，使有機污染物降解去除率得到提高，PAC得以再生。李-MBRPA和MBR工藝處理生活污水的對比實驗，結果表明，由于PAC的存在大大改善了膜污染狀況，從而延長了膜清洗周期。